Solujen avulla tablettien sijasta voitiin havaita, estää ja parantaa: lääketieteellisen hoidon tulevaisuus.

Solujen avulla tablettien sijasta voitiin havaita, estää ja parantaa: lääketieteellisen hoidon tulevaisuus.

Pätevien bakteerien hyödyntäminen

Tänään tieteessä julkaistu uusi tutkimus kuvaa, kuinka tutkijat geneettisesti muunnettuja bakteereja syöpäsolujen onnistumiseksi. Tämä läpimurto voisi auttaa parantamaan syöpädiagnoosia ja mahdollisesti mahdollisesti mahdollistaa kohdennetut biologiset hoidot tulevaisuudessa.

Projekti aloitettiin synteettisen biologin Rob Cooperin puhetta viikoittaisessa laboratoriokokouksessa Kalifornian yliopistossa, San Diegossa. Cooper työskenteli bakteerien geenien ja geeninsiirron tutkimuksessa.

Geenit ovat geneettisen perinnön perusyksiköitä. Ne määrittelevät muun muassa vanhemmiltamme perimät ominaisuudet. Geeninsiirtoon sisältyy geenien siirtäminen solusta toiseen. Tämä voi tapahtua pystysuoraan, kun solu jakaa ja toistaa DNA: nsa tai vaakasuoraan, kun DNA vaihdetaan toisiinsa liittymättömien solujen välillä.

Vaakageeninsiirto on laajalle levinnyt mikrobimaailmassa. Tietyt bakteerit voivat absorboida geenejä vapaasta DNA: sta välittömässä ympäristössään. Tämä tapahtuu, kun solut kuolevat ja niiden DNA vapautuu. Bakteerit voivat absorboida tämän vapaan DNA: n omiin soluihinsa ja käyttää sitä sopeutumaan evoluutiossa.

Tämän prosessin avulla bakteerit voivat tutkia ympäristöään ja poimia geenejä, jotka voivat antaa heille edun. Geneettisesti modifiointi bakteerien taustalla syövän havaitsemiseksi perustuu siihen, että syöpä määritellään solujen geneettisen materiaalin muutoksilla.

Tutkijat valitsivat bakteerin acinetobacter baylyin kokeelliseksi biosensoriksi sairauksien havaitsemiseksi. A. baylyi -genomia modifioitiin sisältämään pitkät DNA -sekvenssit, jotka ovat samanlaisia ​​kuin ihmisen syöpägeeni, jonka he halusivat vangita. Nämä ”komplementaariset” DNA -sekvenssit toimivat liimapinnoina, joissa spesifinen tuumorin genomi -DNA voitaisiin integroida bakteerien genomiin.

Tärkeä tavoite oli pitää kasvaimen genomi -DNA bakteerissa muiden geenien aktivoimiseksi. Tässä tapauksessa se oli antibioottiresistenssigeeni, jota käytettiin signaalina syövän havaitsemiseksi. Jos bakteerit pystyivät kasvamaan antibioottiviljelylevyillä, niiden antibioottiresistenssigeeni oli aktiivinen ja tämä osoitti syövän havaitsemista.

Ryhmä suoritti sarjan kokeita, jotka esittelivät uuden bakteeribiosensori- ja kasvainsolut yhä monimutkaisempiin järjestelmiin. Ensinnäkin bakteerit käsiteltiin puhdistetulla kasvaimen genomisella DNA: lla ja biosensori havaitsi onnistuneesti kasvaimen genomisen DNA: n.

Sitten bakteereja viljeltiin yhdessä elävien kasvainsolujen ja tuumorin genomin DNA: n kanssa. Lopuksi bakteerit injektoitiin eläviin hiiriin, joissa joko oli kasvaimia tai eivät. Hiirimallissa paksusuolen syöpään biosensorit pystyivät erottamaan luotettavasti hiiret, joissa oli paksusuolen syöpä ja ilman.

Näiden lupaavien tulosten jälkeen bakteeribiosensoria parani edelleen ja voi nyt erottaa yksittäiset emäsparimuutokset tuumorin genomisessa DNA: ssa. Tällä tekniikalla, nimeltään CACH (solujen määritys kohdennetulle, CRISPR: n syrjimälle vaakasuuntaiseen geeninsiirtoon), on suuri potentiaali ja sitä voidaan käyttää tulevaisuudessa erilaisten sairauksien, erityisesti infektioiden ja syövän havaitsemiseksi.

Teknologia ei kuitenkaan ole vielä valmis käytettäväksi klinikalla. Tutkijat työskentelevät aktiivisesti jatkokehityksessä parantaakseen DNA: n havaitsemisen tehokkuutta ja arvioidakseen kriittisesti biosensorin suorituskykyä verrattuna muihin diagnostisiin testeihin. Lisäksi potilaiden ja ympäristön turvallisuus on taata.

Ehkä mielenkiintoisin mahdollisuus solulääketieteeseen ei kuitenkaan ole vain tautien havaitseminen. Biosensorit voitaisiin ohjelmoida siten, että kun erityinen DNA -sekvenssi havaitaan, ne voivat laukaista spesifisen biologisen hoidon suoraan paikassa, jossa tauti havaitaan reaaliajassa.

Tämän innovatiivisen tekniikan kehittäminen on seurausta onnistuneesta yhteistyöstä eri tutkijoiden ja tutkijoiden välillä. Ryhmään kuuluivat professori Jeff Hasty, tohtori Rob Cooper, apulaisprofessori Susan Woods ja tohtori Josephine Wright.

Tämän tutkimuksen tulokset ovat lupaavia, mutta biosensorin suorituskyvyn validoimiseksi tarvitaan lisätestejä ja sen potentiaalista soveltamista kliinisessä käytännössä. Solulääketieteen tulevaisuus näyttää kuitenkin lupaavalta ja voi johtaa vallankumouksellisiin muutoksiin sairauden diagnoosissa ja hoidossa.

Tämä artikkeli julkaistiin uudelleen keskustelusta Creative Commons -lisenssillä.